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KINOLEXIKON  

 Blu-ray Disc

Speichermedium
Blu-ray Disc
Allgemeines
TypOptisches Speichermedium
Kapazität25 GB[1] (Single Layer),
50 GB (Dual Layer),
unter Laborbedingungen bis zu 500 GB (20 Layer)
Lebensdauer30 bis 50 Jahre (Angaben der Industrie)
Größe12 cm / 8 cm
GebrauchDatenspeicher,
hochauflösende Filme
Ursprung
EntwicklerBlu-ray Disc Association (2002)
VorgängerDVD

Die Blu-ray Disc (abgekürzt BD) ist ein digitales optisches Speichermedium. Sie wurde als ein möglicher High-Definition-Nachfolger der DVD entwickelt und bietet eine erheblich gesteigerte Bildqualität, Datenrate und Speicherkapazität gegenüber ihrem Vorläufer, wobei sie rückwärtskompatibel zu diesem bleibt. Die BD setzte sich gegen HD DVD und VMD als HD-Mitbewerber durch. Nachdem die Produktion und Weiterentwicklung der konkurrierenden HD-DVD-Technik – einschließlich der Geräte – im März 2008 eingestellt wurde, hat sich die Blu-ray Disc als Sieger im Formatkrieg durchgesetzt.

Inhaltsverzeichnis

Herkunft des Namens

Der Name Blu-ray Disc ist englischen Ursprungs. Blue ray bedeutet wörtlich so viel wie blauer Strahl, was sich auf den violetten Lichtstrahl des verwendeten Lasers (405 nm) bezieht. Die bewusste Abweichung von der orthografisch korrekten Schreibweise Blue-ray Disc zielt darauf ab, eine Registrierung des Ausdrucks als Marke zu begünstigen.

Geschichte

Die Spezifikationen für die Blu-ray Disc wurden am 19. Februar 2002 durch die neun Unternehmen der Blu-ray Group, Panasonic, Pioneer, Philips, Sony, Thomson, LG Electronics, Hitachi, Sharp und Samsung, beschlossen; dieser Gruppierung schlossen sich Ende Januar 2004 zusätzlich noch Dell und Hewlett-Packard sowie Mitte März 2005 Apple und Acer an. Hewlett-Packard trat allerdings 2005 wieder aus dem Blu-ray-Konsortium aus, nachdem einige Verbesserungsvorschläge abgewiesen worden waren, und wechselte in das HD-DVD-Lager.

Anzahl der verkauften Bildträger in Deutschland:
JahrVerkaufte DVDVerkaufte Blu-Ray-DiscVerkaufte HD-DVDVerkaufte VHS
2008101.300.0001.700.000500.000200.000
2007103.300.000372.000130.000800.000
2006100.800.000--2.000.000
200598.700.000--5.600.000
200490.200.000--13.000.000
200364.100.000--20.800.000
200235.500.000--28.600.000
200118.900.000--31.700.000
20008.200.000--35.800.000
19992.100.000--39.800.000

Quelle: Bundesverband Audiovisuelle Medien e.V.

Technik

Blu-ray-Disc-Rohlinge LM-BRM50 von Panasonic. Dual-Layer-BD-RE-Discs mit 50 GB Fassungsvermögen eingebettet in einer Cartridge.

Die Blu-ray Disc gibt es in drei Varianten: als nur lesbare BD-ROM (vergleichbar mit DVD-ROM), als einmal beschreibbare Variante BD-R (vergleichbar mit DVD±R) und als wiederbeschreibbare BD-RE (vergleichbar mit DVD±RW).

Die Blu-ray Disc basiert auf einem tief-violetten Laser mit 405 nm Wellenlänge, die wiederbeschreibbare Blu-ray Disc arbeitet mit der Phase-Change-Technik.

Bei einem Durchmesser von 12 cm fasst eine Scheibe mit einer Lage bis zu 25 GB[1] und mit zwei Lagen bis zu 50 GB an Daten. Alternative Quellen nennen als Bruttokapazität 21,7 GB. TDK ist es gelungen, auf einer sechslagigen Scheibe 200 GB unterzubringen, dabei wurde die Kapazität einer Lage auf 33,3 GB erhöht. Pioneer erklärte im Juli 2008, Prototypen mit 400 GB[2] auf einer Scheibe mit 16 Lagen erzeugt zu haben. Eine Entwicklung einer marktreifen Version ist bis zum Jahr 2010 geplant.

Des Weiteren soll die neue Phase-Change-Technik eine doppelt so hohe Übertragungsrate (Datentransferrate) von 72 Mbit/s beim Beschreiben anstatt der ursprünglich maximal spezifizierten einfachen 36 Mbit/s ermöglichen. Ein wichtiger Bestandteil der Spezifikation ist auch ein Kopierschutz in Form einer eindeutigen Identifikationsnummer. Außerdem eignen sich Blu-ray Discs besonders gut für Full-HD-Videos, die dank der hohen Auflösung eine bessere Qualität als die gängigen Systeme wie PAL und NTSC bieten, aber auch dementsprechend mehr Speicherplatz benötigen. BD-Spieler unterstützen in der Regel das zuerst von Panasonic und Sony eingeführte hochauflösende AVCHD-Format.

In der Praxis sehen die technischen Spezifikationen für Blu-ray-Video-Discs folgendermaßen aus: Die Gesamt-Bandbreite ist auf 53,95 Mbit/s begrenzt. Hiervon sind 40,00 Mbit/s für den reinen Videostream (in Form von MPEG-2, VC-1 und AVC) reserviert, die verbleibenden 13,95 Mbit/s für die Tonspuren (in Form von Dolby Digital, Dolby Digital Plus, Dolby TrueHD, DTS, DTS-High Definition, DTS-HD Master Audio und Linear-PCM).

BD-Spieler BDP100 von Panasonic.

Eine weitere Neuerung gegenüber der DVD ist der verkleinerte Abstand des Lasers zum Datenträger sowie die geringere Wellenlänge (und daher andere Farbe) des Laserstrahls. Weiterhin ist die Schutzschicht auf der Laser-Seite mit 0,1 mm im Vergleich zu 0,6 mm der DVD deutlich kleiner. Aufgrund der daraus resultierenden größeren Anfälligkeit gegen Kratzer und Staub war zunächst geplant, die Blu-ray Disc nur in einer Art Kassette (Steckmodul oder Cartridge genannt) anzubieten, ähnlich wie seinerzeit die MiniDisc. Stattdessen wurde jedoch eine Beschichtung namens „Durabis“ entwickelt, die den Gebrauch eines Kassettengehäuses nicht mehr unbedingt notwendig macht.

Wegen des geringeren Abstandes zwischen Medium und Laseroptik sowie der dünneren Schutzschicht kann ein Objektiv mit günstigerer numerischer Apertur eingesetzt werden, das den Strahl effizienter bündeln kann. Somit werden Schreibfehler und stärkere Streuungen verringert und es ist möglich, eine Blu-Ray Disc zum Beispiel aus Metall oder anderen stabilen, undurchsichtigen Materialien kombiniert mit einer dünnen durchsichtigen Trägerschicht zu bauen, die mit erheblich höheren Drehzahlen als eine Scheibe aus Polycarbonat betrieben werden können, woraus dann höhere Übertragungsraten resultieren. Zudem erlaubt die gegenüber der DVD kleinere Wellenlänge des Laserstrahls eine wesentlich höhere Datendichte und damit eine erhöhte Speicherkapazität.

TypWellenlänge in nm /

Durchmesser des Laserspots in µm /
Numerische Apertur[3]

Schnittzeichnung der Strahlgeometrie
CD780 / 2,1 / 0,45
DVD650 / 1,3 / 0,6
Blu-ray400 / 0,6 / 0,85

Kopierschutz

Für die Blu-ray Disc ist wie für die HD DVD der Kopierschutz Advanced Access Content System (AACS) aus dem Bereich des Digital Rights Management vorgesehen. Es gibt Programme, deren Benutzung in Deutschland illegal ist, welche diesen Kopierschutz umgehen. Der Einsatz des VEIL-Kopierschutzes wird derzeit erwogen. Hinzu kommt die BD+-Technologie zur Prüfung der autorisierten Wiedergabe und zur Entschlüsselung.

Anbieter

Abspielgeräte

BD-Spieler werden u. a. von Panasonic, Pioneer, Marantz, LG, Mitsubishi, Sharp, Lite-On, Funai, JVC, Loewe, Denon, Daewoo, Sony, Samsung, Philips und Toshiba produziert.[4][5]

Die PlayStation 3 verfügt über ein BD-Laufwerk.

Auch Sonys Spielkonsole Playstation 3 verfügt über ein BD-Laufwerk. Sie kann neben Spielen auch Filme dieses Formates wiedergeben. Auch der neue Blu-ray-Disc-Standard 2.0 ist mittlerweile dank eines Firmware-Updates auf der Konsole möglich, was die Playstation 3 nach Aussage des Herstellers zum ersten BD-Abspieler macht, der diesen Standard überhaupt unterstützt.

Aufzeichnungsgeräte

Das erste außerhalb Japans verfügbare Aufzeichnungsgerät ist der Panasonic DMR-BW500, der in Australien und Frankreich verkauft wird, wo HDTV mittels DVB-Varianten ausgestrahlt wird. Die französische Variante gestattet eine geräteinterne Aufzeichnung des über zwei – speziell für das „TNT HD-System“ (ein auf DVB-T basierendes System) konzipierte – Empfangsteile empfangbaren französischen Fernsehprogramms auf der eingebauten 500-GB-Festplatte, sowie nach Transcodierung/Kompression auf Blu-ray Discs und DVDs.[6] Ein Kopieren von DV-Videos ist ebenfalls möglich. Für den japanischen Markt erhältliche Blu-ray-Recorder sind aufgrund der dortigen Ausstrahlung mittels ISDB, dem Kopierschutz Copy Once[7] und der Netzspannung nicht in Europa verwendbar.

Computerlaufwerke

Neben den Blu-ray-Videoplayern und -Recordern werden von vielen Herstellern auch PC-Laufwerke angeboten. Es existieren reine Leselaufwerke, Kombilaufwerke aus CD-/DVD-Brenner und BD-Leselaufwerk sowie Blu-ray-Brenner zum Beschreiben von BD-R und BD-RE-Rohlingen. Letztere können genau wie DVD-Brenner sowohl zum Speichern von Daten als auch zum Erstellen von Video-BDs genutzt werden, was vor allem für Besitzer von HD-Videokameras interessant ist. Selbst erstellte Blu-ray Discs können mittlerweile von den meisten aktuellen Blu-ray-Spielern wiedergegeben werden, sofern das kompatiblere BDMV-Format (mit Startmenü) genutzt wird – BDAV, das zweite Format für Endverbraucher, welches bloß die Videodaten ohne Menü enthält, wird von manchen Geräten nicht einwandfrei gelesen.

Einige BD-Laufwerke können zusätzlich zur Blu-ray Disc auch HD-DVDs wiedergeben.

Filmstudios

Alle großen Filmstudios, insbesondere 20th Century Fox, Constantin Film, Magmafilm, Metro-Goldwyn-Mayer, Sony Pictures Entertainment, Paramount, Universal Studios, The Walt Disney Company und Warner Bros. veröffentlichen HD-Filme auf Blu-ray Disc.

Interaktive Anwendungsschicht

Blu-ray-Disc-Rohling von Panasonic. Single-Layer-Disc mit 25 GB Fassungsvermögen ohne Cartridge.

Im Rahmen der Blu-ray-Disc-Spezifizierung wird weiterhin eine interaktive Anwendungsschicht definiert, die unter anderem das bisherige DVD-Menü ersetzen soll. Diese Anwendungsschicht heißt BD-J und wird in einer Variante von Java programmiert, die auf einer Abwandlung der Multimedia Home Platform beziehungsweise GEM-Spezifikation (Globally Executable MHP) basiert. Mit ihr ist es möglich, interaktive Anwendungen wie interaktive Filme (Wahl eines von mehreren Handlungssträngen oder Filmenden), Einblendungen, Spiele, Webangebote oder multimediale Zusatzinformationen zu integrieren.

Datenrate

Die Angabe „1ד entspricht einer Datenrate von 36 Mbit/s. Die Daten werden damit etwa viermal so schnell gelesen wie bei einer DVD gleicher Rotationsgeschwindigkeit (1×). Laufwerke für den Einsatz in Filmabspielgeräten werden mit dieser Geschwindigkeit betrieben, wodurch gleichzeitig die maximale Datenrate eines Content-Streams inklusive aller Kameraperspektiven und Tonspuren auf diesen Wert begrenzt ist. Laufwerke für den Computereinsatz (bzw. für spätere Spielkonsolen) schaffen jedoch bereits die 8-fache Geschwindigkeit (also 288 Mbit/s; ca. 36 MB/s).

Aufnahmegeschwindigkeit

Laufwerkgeschw.DatenrateSchreibdauer für eine Blu-ray Disc (Minuten im [[1]]-Modus)
Mbit/sMB/sSingle LayerDual Layer
364.590180
7294590
1441822,545
216271530
2883611,2522,5
12× [8]432547,515

Varianten

Professional Discs

  • Professional Disc for Data (PDD): professionelle Variante von Sony mit robusterer Verarbeitung und einem anderen Dateisystem; seit Mai 2004 in Japan verfügbar, seit 2006 nicht mehr produziert.
  • Professional Disc for Broadcast (PDB): professionelle Variante von Sony mit robusterer Verarbeitung und einem anderen Dateisystem, wird bei XDCAM-Camcordern und -Recordern als Video- und Tonaufzeichnungs-Medium für das MPEG2-IMX-Format genutzt.

Diese Varianten entsprechen nicht den Produkten für Konsumenten. Sie sind ausschließlich für professionelle Anwendung gedacht und werden nur in kleinen Stückzahlen hergestellt.

Kleinformate

Zur Blu-ray Disc mit 12 cm Durchmesser gibt es zusätzlich auch eine 8 cm große Blu-ray Disc. Die 8-cm-Variante kann als einlagige BD-RE oder BD-R 7,5 GB speichern. Diese reduzierte Größe soll unter anderen in kleinen Kameras Anwendung finden und wird zur Zeit von Hitachis DZ-BD7H und DZ-BD70 genutzt.[9]

Die Mini Blu-ray Disc ist eine auf dem roten Laser basierende DVD mit Blu-ray-Datenstruktur und -Inhalt, deswegen wird auch die Bezeichnung BD-9 genutzt, eine Mischung aus BD (für Blu-ray Disc) und DVD-9. Diese Scheiben zielen auf den normalen Benutzer ab, der noch keinen Blu-ray-Brenner besitzt, aber bereits seine Filme mit einem Blu-ray-Spieler abspielen will. Die Scheiben besitzen zwar dieselbe Datenstruktur, können aber noch nicht mit der Verschlüsselung AACS versehen werden. Die Scheiben sollten mindestens mit dreifacher Geschwindigkeit rotieren, um eine Datenrate von 30,24 Mbit/s zu erreichen, weshalb sie von vielen Blu-Ray-Playern (die üblicherweise nur für 1-fache Geschwindigkeit ausgelegt sind) nicht einwandfrei wiedergegeben werden. [10]

Blu-ray-Kleinformate oder Ausführungen mit speziellem Design wie zum Beispiel in der Stern-, Sägeblatt- oder Herzform können nicht auf Slot-in-Laufwerken, wie sie beispielsweise bei der Playstation 3 eingebaut sind, verwendet werden.

Als Medium für Video- und Computerspiele

Blu-rays dienen auch als Speichermedium sowohl für Video- als auch Computerspiele. Sonys Spielkonsole PlayStation 3 besitzt ein Blu-ray Laufwerk und kann damit Filme und Spiele von Blu-ray Discs einlesen. Blu-ray Discs als Medium für Spiele wird zum einen für den höheren Speicherbedarf an hochwertigerer Texturen und Spielgraphiken eingesetzt, dient aber auch als indirekten Kopierschutz, da bis zum Erreichen des Massenmarktes von Blu-ray Brennern und Rohlingen die illegale Vervielfältigung beim Heimanwender nur in geringem Ausmaße geschehen kann. Im Personal Computer Bereich kann die Blu-ray für Spiele benutzt werden, wurde aber bis jetzt nur von wenigen Anbietern genutzt.

Abspielgeräte-Profile

Die Blu-ray-Spezifikationen enthalten Anforderungen an Abspielgeräte, die in sogenannten Profilen zusammengefasst sind.[11]

ProfilAnforderungen
1.0Das bei Vorstellung der Blu-ray Disc definierte Profil. Sekundäre Audio- und Videodecoder sind optional, genauso wie lokaler Festspeicher und Netzwerkverbindung. Die meisten Standgeräte fallen in diese Kategorie.
1.1Das neuere Profil mit notwendigem sekundären Audio- und Videodecoder für Bild-in-Bild. Mindestens 256 MB lokaler Festspeicher sind erforderlich.
2.0Das derzeit (April 2008) aktuelle Profil. Erfordert mindestens zwei sekundäre Decoder, 1 GB lokalen Festspeicher für Updates und Inhalte sowie eine Internetverbindung.
3.0Ein zusätzliches, von allen Video- und BD-J-Anforderungen befreites Profil für reine BD-Audio-Spieler.

Im Gegensatz zur HD DVD hatte die Blu-ray Disc zunächst keinen lokalen Festspeicher vorgeschrieben, was zahlreichen Frühkäufern Probleme beim Anzeigen der neueren Blu-ray-Scheiben machen könnte. Allerdings sind 3 der 3,5 Millionen bis Ende 2007 verkauften Blu-ray-Spieler Sonys Playstation 3, welche sich per Software-Update wie zuvor schon auf Profil 1.1 auch auf 2.0 nachrüsten lassen.

Regionalcode

Regionalcodes der Blu-ray Disc

Genauso wie bei der DVD ist bei der Blu-ray Disc wieder ein Regionalcode implementiert, der verhindern soll, dass beispielsweise eine in den USA erworbene Blu-ray Disc auf europäischen Abspielgeräten verwendet werden kann. Die Codes unterscheiden sich jedoch von denen der DVD. In der Praxis verzichten viele Filmproduktionsfirmen teilweise oder vollständig auf eine Implementierung des Regionalcodes (zum Beispiel Time Warner). Das führt dazu, dass im Moment ungefähr 70 % der erhältlichen Filme auf Blu-ray Disc keine Regionalbeschränkung haben.

RegionalcodeGebiet
  •  A/1
Amerika, Japan, Korea, Taiwan, Hongkong und Südostasien.
  •  B/2
Europa (einschließlich Grönland und französische Überseegebiete, ohne den europäischen Teil Russlands), Naher Osten, Afrika, Ozeanien.
  •  C/3
Indien, Nepal, China, Russland, Zentral- und Südasien.

Potenzielle Nachfolger

Optische Aufzeichnungsverfahren wie das der Blu-ray Disc bieten noch viel Potential. 2009 sind keine Mitbewerber für HDTV-Speichermedien in Aussicht, auch ehemalige Mitbewerber wie Toshiba traten dem Blu-ray-Konsortium bei. Prototypen wie TeraDisc, Multiplexed Optical Data Storage oder Holographic Versatile Disc befinden sich in der Entwicklung, jedoch existiert neben der BD keinerlei weiterer Standard mit Marktrelevanz.

Siehe auch

Literatur

  • Hartmut Gieselmann: Blaues Gedächtnis. Professionelle Datensicherung der nächsten Generation. In: c’t. Nr. 6, 2004, ISSN 0724-8679, S. 196ff (behandelt UDO und PDD und stellt zudem relevante Unterschiede zu MO und DVD-RAM dar). 
  • Hartmut Gieselmann: Brenner in blau. In: c’t. Nr. 15, 2006, ISSN 0724-8679, S. 114–121 (relevante Unterschiede zur HD DVD hinsichtlich der technischen Maßnahmen für Datensicherheit). 
  • W. Wunderlich: Digitales Fernsehen HDTV, HDV, AVCHD für Ein- und Umsteiger. ISBN 978-3-00-023484-2. 

 Commons: Blu-ray Disc – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

  • blu-raydisc.com – Offizielle Website der Blu-ray Disc Association (englisch)
  • blu-ray-experience.de – Offizielle Website der Blu-ray Group Deutschland
  • UnitJuggler – Umrechnen von Mediengrössen
  • bluray-disc.de – Wie entsteht eine Blu-ray Disc
  • Einzelnachweise

    1. a b Die Präfixe werden hier bei Speicherkapazitäten im dezimalen Sinn verwendet: 1 KB = 1000 B (Byte), 1 GB (GByte) = 1000 MB (MByte), analog zu den Herstellerangaben.
    2. Blu-Ray-Disc-Prototyp mit 400 GB: Neue Blu-ray Disc mit 400 GB Speicher auf filmtipps24.tv, 7. Juli 2008
    3. ITWissen – Numerische Apertur
    4. BD-Spieler: Liste von aktuellen und kommenden Blu-ray-Playern auf www.blu-ray.com, 4. Januar 2008
    5. BD-Spieler auch von Toshiba: Toshiba kündigt Blu-ray-Player an, 19. Juli 2009
    6. Erster Kurztest auf 01net.com
    7. vgl. englische Wikipedia zu ISDB
    8. Erster 12x Brenner: Pioneer: Erster 12-fach-Blu-ray-Brenner auf www.chip.de
    9. 8-cm-Blu-ray-Disc: World’s First 8cm BD/DVD Drive Supporting BD and DVD auf av.hitachi.com
    10. Mini-Blu-ray Disc: Tutorial: Anleitung für mini-Blu-ray Disc Authoring von Hollydoy auf HDTVTotal.com, 19. August 2007
    11. Profile: New Bluyray v2.0 spec makes the PS3 the most future-proof player, abgerufen am 25. Januar 2008

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